JPH04250486A - ホログラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホログラムの製造方法に
関し、さらに詳しく述べると、特に重クロム酸ゼラチン
を感光剤として含有するホログラフィ用記録材料を用い
て露光、現像及び乾燥等の一連の工程を経てホログラム
を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ホログラムを用いた光学機器が増
加の傾向にあり、また、この傾向につれて、ホログラム
に高い回折効率が要求されつつある。この高回折効率の
要求を満たす感光剤の１つとして重クロム酸ゼラチン（
ＤＣＧ）　があり、また、このＤＣＧを感光剤に用いた
ホログラフィ用記録材料はいわゆるＤＣＧ乾板として公
知である。しかし、このＤＣＧ乾板は、製造工程におい
て再現性が乏しく、したがって、得られる回折効率にバ
ラツキが顕著であり、高回折効率のホログラムを安定し
て得ることができないという問題をかかえている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ＤＣＧ
乾板の製造における再現性不良について検討の結果、そ
の原因の大部分は、露光前又は現像前のゼラチンフィル
ムの硬化状態に関係しているという知見を得た。従って
、ゼラチン膜の硬膜工程は、高い回折効率を得る重要な
ポイントとなる。

【０００４】本発明の目的は、したがって、回折効率が
高くてバラツキがないホログラムを安定して製造するた
めの改良された方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、重クロム酸ゼラチンを感光剤として含有する
ホログラフィ用記録材料を用いて露光、現像及び乾燥等
の一連の工程を経てホログラムを製造するに当って、基
板へ塗布後のホログラフィ用記録材料を、露光前、所定
の環境下において所定の時間にわたって暗室内で保管し
、そして、露光の前又は後に、暗室保管後のホログラフ
ィ用記録材料に所定レベルの光エネルギーを照射して該
記録材料を光硬膜せしめることを特徴とするホログラム
の製造方法によって達成することができる。

【０００６】本発明の実施において、光硬膜工程は通常
露光の前に行われるものであり、そのほうが有利である
けれども、場合によっては、露光まである程度のタイム
ラグをおいても、あるいはこの工程を露光の完了後に実
施してもよい。

【０００７】

【作用】本発明では、安定して高回折効率のホログラム
が得られることを狙い、重クロム酸ゼラチンの塗布後の
乾板に、所定環境下での暗室保管時間を与えた後に、所
定の光硬膜量を与え、従来と同様な手法に従って露光、
現像を行なうことを提案する。ここで、重クロム酸ゼラ
チンの塗布後に、所定環境下での暗室に所定時間にわた
って保管することによって、露光前の光硬膜が均一にな
り、安定した硬膜状態を早期に得ることが可能となる。 これらの作用が相乗的に組み合わさって、本発明の効果
が導びかれるのである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明をその実施例について説明する
。図１に、光硬膜工程を包含する本発明のホログラム製
造方法の一例をフローチャートで示す。光透過性のガラ
ス基板（光透過性のプラスチック基板等でもよい）上に
重クロム酸ゼラチン水溶液（通常、ゼラチン濃度３〜２
５％、重クロム酸濃度５〜２５％）を、スピンコーティ
ング、バーコーティング、ディップコーティング、ホイ
ラーコーティング等の方法により、乾燥後の膜厚が１〜
２５μｍ程度となるように塗布し、引き続いて乾燥する
ことによりＤＣＧ乾板を得る。次いで、このＤＣＧ乾板
を所定環境下、例えば２０℃〜５０％ＲＨ（相対湿度）
の環境下に暗室内で保管する。次いで、ＤＣＧ乾板の感
度はスペクトルの紫外域で高いため、紫外域の波長を含
む、例えば、水銀ランプ、紫外線ランプ等の光源を用い
て乾板のゼラチン面に光を照射し、暗室保管時間に対応
した所定の光硬膜を行なう。このようにして硬化型ＤＣ
Ｇ乾板を得る。

【０００９】引き続いて、乾板の露光を行う。この露光
の一例として、透過型ホログラムの露光を図２に示す。 ガラス基板１０１　と該基板上に塗布されたＤＣＧ膜１
０２　より成るＤＣＧ乾板１の片面に、単一のコヒーレ
ント光源（図示せず）から分離された参照光２と、点Ｐ
１　より発散する物体光３とをある角度で入射させて、
ＤＣＧ膜１０２　に干渉縞を記録する。この露光工程の
後、すでに述べたように、露光前に行なった光硬膜工程
を行ってもよい。

【００１０】次いで、露光後のＤＣＧ乾板を常法に従っ
て現像及び乾燥する。現像は、例えば、２０℃で３分間
程度の攪拌下水洗処理により未反応のクロムをＤＣＧ膜
から除去すると同時にＤＣＧゼラチン膜自体を膨潤させ
た後、同じ乾板を２０℃、７０％のイソプロピルアルコ
ール水溶液中に３分間程度攪拌下に浸漬することによっ
て行う。次いで、乾板を２０℃、　１００％のイソプロ
ピルアルコール液中に３分間程度攪拌下に浸漬した後、
８０〜１２０　℃の高温オーブン内にて急速乾燥を行な
う。このような一連の工程を経てホログラムが得られる
。このホログラムの形成のメカニズムは、上記の如き急
速脱水に伴うゼラチン内の張力により未露光部にひび割
れを起こし、空気ゼラチンの屈折率の差によって位相ホ
ログラムが形成されることにあると考えられている。

【００１１】上記のようにして得られたホログラムは、
図３に示すようにて再生することができる。露光したＤ
ＣＧ乾板１（図２）を現像・乾燥することによって得ら
れたホログラム乾板１１に、参照光２と逆方向より同一
の光１２を入射すると、この入射した光１２がホログラ
ム乾板１１で回折及び収束されて光１３となり、記録時
の発散点Ｐ１（図２）と同一の点（ここでは点Ｐ２）へ
と収束される。 そして、この時の、入射光パワーに対する回折光パワー
の比を回折効率という。本発明のようにＤＣＧを感光剤
として用いたホログラムでは、８０％前後の高い回折効
率を安定して得ることが出来る。

【００１２】本発明者らの知見によると、ＤＣＧ乾板製
作後の暗室内保管時間に対して最大の回折効率を得るた
めには所定の光硬膜量が存在しており、したがって、保
管時間に対応した光硬膜エネルギを照射した直後に乾板
の露光を実施すれば、常に８０％程度の高い回折効率を
安定して得ることができる。図４に、８０％程度の回折
効率を得るための保管時間Ｔと光硬膜エネルギＫの関係
を示す。最大回折効率を得るための最適光硬膜エネルギ
Ｋは保管時間Ｔとともに変化しており、乾板製作直後は
、最適硬膜量が不安定で安定して高い回折効率が得られ
ないが、保管時間Ｔ０　後は８０％前後の回折効率が安
定して得られるようになり、さらに保管時間Ｔ１　後に
おいては、光硬膜エネルギの時間的変化も小さくなり、
長時間非常に安定して８０％前後の回折効率を得ること
が出来る。

【００１３】また、ＤＣＧ膜の膜厚と光硬膜エネルギは
、ほぼ比例関係にあり、膜厚が薄い時には光硬膜エネル
ギは小さい方向（図のＫ１からＫ２に変化）にシフトし
た特性になり、塗布ゼラチンのゼリー強度が高い時、濃
度が低い時にも同様な傾向がある。しかし、ＤＣＧ乾板
の製作方法、膜厚等を管理すれば、常に安定した特性と
なり、常に８０％前後の回折効率を得ることができる。

【００１４】なお、上記実施例は、いわゆる透過型ホロ
グラムの例を示したが、反射型ホログラムでもよい。こ
の場合、基板としては光透過性でなくてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、基
板に重クロム酸ゼラチンを塗布したＤＣＧ乾板を、所定
時間、所定環境下で暗室保管し、保管時間に対応した光
硬膜エネルギを照射した後、または照射前に露光を行う
ことにより、常に安定して長期間にわたって高回折効率
のホログラムを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホログラムの製造方法を順を追って示
したフローチャートである。

【図２】本発明によるホログラムの露光を示した略示図
である。

【図３】本発明によるホログラムの再生を示した略示図
である。

【図４】乾板の暗室内保管の回折効率に及ぼす効果を示
したグラフである。

【符号の説明】

１…ＤＣＧ乾板 ２…参照光 ３…物体光 １０１　…ガラス基板 １０２　…ＣＤＧ膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重クロム酸ゼラチンを感光剤として含
   有するホログラフィ用記録材料を用いて露光、現像及び
   乾燥等の一連の工程を経てホログラムを製造するに当っ
   て、基板へ塗布後のホログラフィ用記録材料を、露光前
   、所定の環境下において所定の時間にわたって暗室内で
   保管し、そして、露光の前又は後に、暗室保管後のホロ
   グラフィ用記録材料に所定レベルの光エネルギーを照射
   して該記録材料を光硬膜せしめることを特徴とするホロ
   グラムの製造方法。